Folkeskole Fysik disposition: Transformation og elektrisk energi

Transformation og elektrisk energi

Transformation (s. 59 i ”samfundets elforsyning”)

Når vekselstrøm er lettere end jævnstrøm kan det sendes over lange afstande, skyldes det at vi på en simpel måde kan ændre vekselstrømmens spænding ved hjælp af en transformer.

1. Forsøg om omdrejningen af småmagneter (s. 61-62).

En lukket u-kerne med to spoler kalder vi en transformer.

Forklaring:

• Den spole der er tilsluttet strømmen kaldes primærspolen
• Den anden kaldes sekundærspolen.
• Fordelen ved en transformer er at man kan uanset, hvor stor primær spændingen er, selv kan bestemme hvor stor sekundær spændingen skal blive.

1. Transformer der kan omdanne 2 til 4 volt Forsøg (s. 63 i ”samfundets elforsyning” 29 i kopi)

• Regulær først primærspændingen til præcis 2 volt.
• Sæt voltmeteret til sekundærspolen.
• Hvilke spoler skal vi bruge?
• Spændingen skal hæves til dobbelt så stort. Derfor må vi altså sætte en spole i sekundær der har dobbelt så mange vindinger som i primær.
• 200 i primær og 400 i sekundær.
• Det kan man blive ved med, lige meget hvor meget man skal hæve den.
• Hvis den skal hæves fire gange så meget sætter man en 400 i 1. og 1600 i 2.
• Det kan også gøres omvendt så volt-tallet stiger ved det mindste antal vindinger i primær siden.

Transformeren er ufarlig på sekundærsiden, fordi der ingen direkte forbindelse til en elforsyning er.

Denne slags transformere anvendes mange steder hvor man har brug for lavere spændinger end stikkontaktens 220 volt.

1. Strømstyrke i stedet for spænding.

• primær spole = primærstrøm
• sekundær = sekundær strøm.
• Undersøg hvad der sker med primærstrømmen når du lader sekundærspolen sende strøm gennem en pære.

• Forsøg: Transformeren primærstrøm (s. 66 i samfundets elforsyning)

• Jo flere pærer vi sætter i sekundærkredsen jo mere vokser strømstyrken i primær.
• Forsøget viser at vi ikke kan tappe strøm fra sekundærspolen uden at primær spolen automatisk tapper mere strøm fra stikkontakten.
• Primær spolens modstand må derfor afhænge af hvor meget strøm vi tapper på sekundær siden.
• Jo mere strøm vi tapper jo mindre bliver primærsidens modstand og større strøm løber der igennem den. 

Transformersætningen. (s. 68-69)

• Småmagneternes uafbrudte drejning i den lukkede u-kerne kobler primærsiden og sekundærsiden sammen.
• På primærsiden tappes der altid lidt mere energi fra elværket end der overføres til sekundær.
• Altså er der et lille energitab i transformeren.

Forsøg s. 68

• Resultatet af forsøget ser vi, at primærstrømmen i alle tre forsøg er cirka halvt så stor som sekundær.
• Da primærspolen har dobbelt så mange vindinger som sekundærspolen, må primærspændingen (U_p) være dobbelt så stor som sekundær spændingen (U _s).
• Da U_p i forsøget er lig med 2 U_s og primærstrømmen (I _p) er lig med 0,5 sekundærstrøm( I_s) kan vi regne ud hvad U_p * I _p er lig med.
• U_p * I _p = 2 U _s * ½ I_s
• 2 U _s er det samme som U
• ½ U _s er det samme som I _p            

Primærspænding * primærstrøm ~ sekundærspænding * sekundærstrøm

U_p                     *         I _p             ~             U _s                      *         I_s

 Dvs. at dette er transformersætningen.

Fortsæt med induktion og elproduktion.